Ultra-low distortion and noise electronics to enable a clinical MPI imaging platform

超低失真和噪声电子器件支持临床 MPI 成像平台

基本信息

  • 批准号:
    10761613
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 100.85万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-22 至 2025-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

SUMMARY/ABSTRACT In this SBIR grant proposal, “Ultra-low distortion and noise electronics to enable a clinical MPI imaging platform,” we will develop the RF subsystem for a clinical magnetic particle imaging (MPI) platform to enable three classes of MPI applications: cell tracking, functional imaging, and endogenous contrast imaging. Our overall approach is to improve sensitivity and resolution by minimizing distortion, adding transmit/receive channels, decoupling, improving preamplifiers, and developing new pulse sequences. MPI is an emerging molecular and tracer imaging technology that directly detects magnetic nanoparticles (MNPs) with high sensitivity at mm-scale resolutions. MPI images are direct views of tracer distribution with no signal arising from tissue, no perturbations from materials such as air, and image intensity directly linear with tracer concentration. This “hot-spot” contrast provides spatial localization and quantification without ambiguity. MPI’s contrast is similar to nuclear medicine but without the workflow, safety, and half-life limitations of a radioactive tracer. MPI has many applications in the brain and body, as demonstrated by our customers in small animals. Despite significant efforts by multiple institutions, the lack of a clinical MPI scanner remains a significant limitation for the technique. In this Direct to Phase II SBIR proposal, we will advance the medical imaging field by building the world’s first general-purpose clinical MPI scanner to serve the myriad applications our customers are testing on our preclinical instrument. We will design and implement a new transmit/receive subsystem and install it in our prototype scanner to achieve the performance necessary for clinical imaging applications. This new transmit/receive subsystem includes the following innovations that push our sensitivity from our current rough prototype to near the physics limit through the following specific aims: Aim 1. Drive transmit distortion and the noise floor to the physics limit for a one-channel Tx/Rx coil Aim 2. Design a clinical multi-channel transmit and receive subsystem Aim 3. Develop new acquisition pulse sequences to improve sensitivity, resolution, and speed
摘要/摘要 在这项 SBIR 拨款提案中,“超低失真和噪声电子设备支持临床 MPI 成像平台” 我们将为临床磁粒子成像 (MPI) 平台开发 RF 子系统,以实现三类 MPI 应用:细胞追踪、功能成像和内源性对比成像。 提高灵敏度和分辨率,通过失真最小化、添加发送/接收通道、去耦、 改进前置放大器并开发新的脉冲序列。 MPI是一种新兴的分子和示踪成像技术,可直接检测磁性纳米颗粒 (MNP) 在毫米级分辨率下具有高灵敏度,是示踪剂分布的直接视图,没有任何影响。 来自组织的信号,没有来自空气等材料的扰动,图像强度与 这种“热点”对比提供了空间定位和量化,而没有模糊的集中度。 MPI 的对比类似于核医学,但没有核医学的工作流程、安全性和半衰期限制。 放射性示踪剂在大脑和身体中有许多应用,正如我们的小客户所证明的那样。 尽管多个机构做出了巨大努力,但临床 MPI 扫描仪的缺乏仍然是一个重大问题。 技术的限制。 在这个直接进入第二阶段 SBIR 提案中,我们将通过建立世界上 第一个通用临床 MPI 扫描仪,可为我们的客户在我们的设备上测试的各种应用提供服务 我们将设计和实现一个新的发射/接收子系统并将其安装在我们的临床前仪器中。 原型扫描仪可实现临床成像应用所需的性能。 发射/接收子系统包括以下创新,这些创新将我们的灵敏度从当前的粗糙度提高到了 通过以下具体目标使原型接近物理极限: 目标 1. 将单通道 Tx/Rx 线圈的传输失真和本底噪声驱动至物理极限 目标 2. 设计临床多通道发送和接收子系统 目标 3. 开发新的采集脉冲序列以提高灵敏度、分辨率和速度

项目成果

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